反渗透产水量超低脱盐率正常进水压力高故障解决实例

1. 现有反渗透系统概述

某公司化学水处理共有反渗透装置4套，每套配置反渗透膜(法国苏伊士)共96根，膜组件排列方式为一级两段11:5排列，共4×96支膜元件。该反渗透系统存在进水压力较高、产水量下降下降30%，但脱盐率较高的不正常现象，目前已无法满足运行要求。

二、反渗透装置清洗方案依据

1 《法国苏伊士反渗透膜技术手册》

2 《反渗透膜清洗及检测指导手册》

3 《GB/T19249-2003 反渗透水处理设备》

4 《Q/PD1 0197-2004 化*运学**行规程》

5 《GB191-1990 包装储运图示标志》

6 《GB/T8978-1996 污水综合排放标准》

7 《HG/T2387-1992 工业设备化学清洗质量标准》

8 《ASTM GI-90(99) 腐蚀试样的制备、清洗和质量标准》

9 《SD202-86 火力发电厂垢和腐蚀产物分析方法》

1. 反渗透膜拆卸过程中的观察

在正常运行一段时间后，反渗透膜元件会受到给水中可能存在的机械杂质及悬浮物或难溶盐的污染，这些污染中最常见的是碳酸钙沉淀、硫酸钙沉淀、金属(铁、锰、铜、镍、铝等)氧化物沉淀、硅沉积物、无机或有机沉积混合物、NOM天然有机物质、合成有机物(如：阻垢剂/分散剂，阳离子聚合电解质)、微生物 (藻类、霉菌、真菌)等污染。

就本项目而言，在反渗透膜拆卸过程中发现一段入口存在大量的机械杂质（水箱防腐层脱落）在#1.4.反渗透装置二段反渗透膜上均发现有严重白色晶状体，膜内壁触摸起来比较粗糙。

图一 机械颗粒已进入的膜元件

图二 反渗透膜白色晶状体，膜壳内壁触摸起来比较粗糙

图三 设备中脱落的内衬物进入的膜元件

五、反渗透膜元件离线清洗工作步骤

1、由我方将需要离线清洗的全部反渗透膜元件拆离系统，并发送回我司清洗车间开展清洗工作；

2、反渗透膜元件性能测试：

① 单支膜元件单独测试其各项性能指标，包括：脱盐率、产水量、压差等，并作好测试前记录

② 脱盐率、产水量和压差测试条件：2000ppm NaCl, 225psi(1.55Mpa), 25ºC, pH=6.5-7.0, 15%回收率。（测试设备由开元恒业自行设计制造）

3、采集运行反渗透系统的各参数指标，作好原始记录；

4、根据用户原水全分析报告、性能测试结果及所了解的系统信息判断清洗流程；

5、准备KYKLEEN®410、KYKLEEN®420、KYKLEEN®430反渗透膜专用清洗剂；

6、准备非氧化杀菌剂BSSTREAT®881及清洗活性剂；

7、在反渗透专用清洗设备上用以上清洗剂结合物理处理清洗手段进行试验性清洗，以选择恰当的清洗配方和清洗程序；

8、确定清洗方法，对以上所有膜元件进行处理；

9、对清洗后的膜元件进入测试平台进行测试并作记录，不符合要求的将重新送入清洗设备进行处理；

10、待所有膜元件达到清洗要求后，送达用户现场；

11、整理清洗数据资料，写出清洗总结报告，提交用户。

六、膜元件情况说明

根据清洗前反渗透膜元件单支膜性能检测结果，绝大部分膜元件脱盐率处于较好水平，反渗透膜清洗前后测试记录数据见附表。

本次清洗选用了对降低压差、提升产水量有效的清洗配方及方案，经过连续的KYKLEEN®420碱性清洗剂清洗和浸泡之后，反渗透膜元件的产水量水平有所提升，部分的膜元件的运行参数基本恢复到了正常状态。对于机械损伤严重的膜元件清洗后检测结果没有明显变化，对于一反1号4号反渗透装置存在一定程度的无机盐污染有六支膜元件存在性能衰减。

图四 清洗后膜元件

图五 清洗后膜元件

总体评价：以上外部观察以及反渗透膜元件的检测数据反映出反渗透膜元件污染，属于典型的无机盐污染及机械颗粒污染，部分反渗透膜原件的脱盐被无机盐污损害严重，对反渗透膜脱盐层造成了不可修复的损伤，具体数据见附件《反渗透膜元件清洗前后记录》。

本次清洗结果压差明显下降，恢复大部分膜脱盐率较好，部分的反渗透膜已无法满足运行水平。反渗透装置清洗前后的数据如下:

表1 反渗透一号一反清洗前后运行数据

一号一反反渗透装置清洗后产水量均有明显增加，增加幅度分别为43%。一级反渗透清洗高压泵频率38Hz后产水量均有明显增加，增加幅度分别为46.6%、。

表2 反渗透二号一反清洗前后运行数据

二号一反反渗透装置清洗后产水量均有明显增加，增加幅度分别为43%。一级反渗透清洗高压泵频率38Hz后产水量均有明显增加，增加幅度分别为46.6%、。

表3 反渗透三号一反清洗前后运行数据

三号一反反渗透装置清洗后产水量均有明显增加，增加幅度分别为37.8%。

表4 反渗透四号一反清洗前后运行数据

四号一反反渗透装置清洗后产水量均有明显增加，增加幅度分别为46.6%。

七、反渗透膜污染原因分析及建议

从以上分析可知，造成反渗透膜污染的原因可能存在以下几方面的原因：

1、反渗透设备或配件安装至投运过程中，来水或管路中存在的机械杂质等污染物或者设备中脱落的内衬物被带入到反渗透装置中，造成反渗透一段进口部分膜元件的污染；

2、在#1、4反渗透二段的清洗过程中，针对无机难溶盐有效的KYKLEEN410和盐酸等药剂用量较大，且清洗时间持续了60分钟左右，最终才使得清洗液的PH稳定下来，结合清洗前对反渗透装置打开过程中的观察分析，反渗透装置存在一定程度的无机盐污染；

3、反渗透膜元件清洗过程性能恢复比较困难，需要花费相当长的时间来进行处理，表明污染物附着在膜表面较为牢固，可能跟膜元件污染时间较长有关；

4、根据清洗手段和清洗液的分析，膜元件的污染物中应存在少量无机胶体存在的情况，化学水处理系统来水带来的杂质对反渗透膜产生了一定程度的影响；

本次在线清洗过程中，发现反渗透运行中存在的一些问题，为使清洗后系统性能稳定，巩固清洗效果，建议某公司从以下几个方面进行系统设备及运行操作改进。

1、阻垢剂加药装置发现加药加不上的现象，有可能影响阻垢剂加药量不够，导致处理效果不佳，建议多观察阻垢剂加药情况时刻观察是否计量泵存在问题，如果发现二段压差上涨到 0.15 MPa，对反渗透二段进行一次清洗同时把阻垢剂加药量提升。

2、反渗透装置在本次在线和离线清洗过程中花费时间较长，污染较重；为了保证反渗透装置的运行效率建议保证每年一到两次的在线清洗工作；

3、由于在线清洗的强度较弱，因此建议在设备持续运行一段时间（3-5年）后，采用离线清洗的手段对反渗透膜元件进行一次离线清洗，彻底恢复其使用能力，同时对于系统中每一支反渗透膜进行性能鉴定，按照性能参数进行优化排列重组；

4、在膜元件的离线清洗过程中，可以对每一支反渗透膜的性能参数进行鉴定，对于性能参数低下，对系统整体运行状况影响较大的膜元件进行更换，用备用膜代替，以提高设备的运行质量。

5、建议在后期的设备使用中，有异常现象及时联系专业技术公司，尽快得到技术人员后续支持，以保证问题及时解决。